منبع کویلی آب گرم

پیش تر در مقاله ای تحت عنوان منبع دو جداره آب گرم با یکی از منابع آب گرم آشنا شدیم.

حال در این نوشته برآنیم که اطلاعاتی را در مورد منبع آب گرم کویلی در اختیار شما عزیزان قرار دهیم.

همچنین به منظور آشنایی با تعمیر و تعویض منبع کویلی آب گرم، مقاله تعمیر و تعویض منبع گالوانیزه را در همین سایت مطالعه فرمایید.

منبع کویلی آب گرم، نوعی آبگرمکن غیر مستقیم است که در واقع یک مبدل پوسته و لوله می‌باشد.

مشابه منابع دوجداره، سیستم گرمایشی این منابع هم سیال محور است با این تفاوت که در منابع دوجداره، آب به عنوان سیال پایه در جدار دوم جریان یافته و حرارت را به جدار مرکزی انتقال می دهد؛ حال آنکه در منابع کویلی سیستم تامین حرارتی با جریان یافتن آب یا بخار تهیه شده در دیگ چدنی یا فولادی در داخل کویل ها همراه است.

در این منبع، آب گرم در داخل یک کویل مسی که در مخزن محتوی آب گرم نصب شده است جریان یافته و آب سرد درون مخزن را گرم می کند.

معمولا برای نشان دادن درجه حرارت آبگرم مصرفی، روی مخزن آب گرم کویلی، یک اتصال برای نصب ترمومتر وجود دارد.

در ظرفیت های کم، گاهی مخزن آب گرم کویلی را روی دیگ حرارت مرکزی نصب کرده و دو دستگاه را در یک قالب یک دستگاه واحد عرضه می کنند.

در شکل زیر، نمای شماتیکی از یک منبع آب گرم کویلی با ذکر ملحقات استفاده شده در لوله کشی آن، نشان داده شده است.

شکل 1نمای شماتیکی از یک منبع آب گرم کویلی و لوله کشی آن

شکل 2 نقشه ارتباطی منبع آب گرم کویلی

بر خلاف منبع دو جداره که عمدتا مصرف خانگی دارند، منابع کویل دار، با برخورداری از راندمان بالا و طول عمر بیشتر، علاوه بر مصارف خانگی، مصارف صنعتی هم دارند.

این منابع در مراکز علمی، هتل ها، بیمارستان ها، مجتمع های مسکونی، تجاری و اداری، مؤسسات و مراکز مختلف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

شکل 3نمای شماتیکی از مخزن کویلی آب گرم و ملحقات آن

شکل 4تصویری از یک منبع کویلی آب گرم افقی	شکل 5تصویری از یک منبع کویلی آب گرم ایستاده

در شکل سمت چپ، یک منبع کویل دار ایستاده و در شکل سمت راست یک منبع کویلی خوابیده یا افقی نشان داده شده است.

به دلیل نصب آسان تر، تعمیر و تعویض بهتر و جاگیری کمتر، در موتورخانه ها بیشتر منابع کویلی ایستاده مورد استفاده قرار می گیرند.

البته عموما، استفاده از منابع افقی در موتورخانه هایی که از فضای بیشتری برخوردار هستند، بهتر است.

همچنین از لحاظ کارکردی، در ظرفیت های برابر، منابع افقی به صرفه تر هستند. زیرا طول کویل بیشتر بوده و باعث کاهش قیمت تمام شده منبع می شود. اصلی ترین دلیل دشوارتر بودن نصب منبع افقی، نیاز به فضای بیشتر در موتورخانه و همچنین قرارگیری آن در بالای دیگ است.

نمای مسیر ورودی و خروجی کویل

کویل U شکل رسوب گرفته بعد از چندین سال استفاده

کویل های حرارتی هم چنین از نظر نحوه ساخت به دو شکل، حلزونی و Uشکل هستند.

 در نوع حلزونی، شاخه ای از لوله، تشکیل دهنده کویل است و به خاطر محدودیت های ابعادی به صورت فنری درآمده است.

در این نوع کویل ها آب تنها از یک لوله و یک مسیر عبور کرده و پس از جریان یافتن و انتقال و تبادل حرارتی با جداره لوله از انتهای دیگر لوله، خارج می شود.

اما در کویل های Uشکل، جریان و خروج آب از چند لوله مسی است که به صورت U خم شده اند.

مزیت طرح Uشکل نسبت به طرح حلزونی این است که:

• اولا به خاطر برخورداری از چندین لوله، شاهد عبور دبی بیشتری از آب داغ دیگ خواهیم بود که می تواند در ظرفیت های حرارتی بالاتری مورد استفاده قرار گیرد.
• ثانیا، به علت وجود رسوبات محلول در آب که به دیواره لوله ها می چسبند، اگر کویل مانند کویل حلزونی متشکل از یک لوله باشد، با رسوب گرفتگی همان تک لوله، عملا کل کویل از کار می افتد، اما در کویل حلزونی، لوله های دیگر تا حدی جبران کننده دبی عبوری خواهند بود.

لازم به ذکراست که دمای آب گرم مصرفی در ساختمان های مسکونی، معمولا بین 50 تا 60 درجه سانتی گراد است.

به علت اینکه باکتری لژیونلا در دمای 25 تا 50 درجه رشد پیدا می کند، امکان ذخیره آب در دمای زیر 50 درجه وجود نداشته و عملا منتفی است.پس دمای آب گرم منابع کویل دار می بایست بیشتر از این مقدار باشد.

همچنین، منابع کویل دار می توانند بسته به نیاز هم دارای تنها یک کویل و هم بعضا دارای دو کویل حرارتی باشند.

ظرفیت لازم یا حجم مورد نیاز در یک منبع کویل دار آب گرم

منابع کویلی در ظرفیت های متفاوتی تولید می شوند.

به طور معمول، منابع تولید شده دارای بازه ظرفیتی 300 تا 2000 لیتری هستند. بدیهی است که پارامترهای مختلفی در طراحی این منابع با توجه به کاربری مدنظر دخیل است.

میزان کویل موجود در مخزن نیز در تعیین ظرفیت منبع، تاثیر دارد. میزان ظرفیت منبع کویلی، با توجه به استاندارد ای تعریف شده برای کاربری های مختلف تعیین می شود.

برای محاسبه ظرفیت منبع، ابتدا نیاز به محاسبه بار حرارتی ساختمان است.

حجم این منابع هم به کمک جداولی که محتوی پارامترهای تعیین حداکثر مصرف آب گرم و ضریبت تقاضا هستند، از طریق رابطه زیر به دست می آید:

{jatex}V_t=D_m*D_f*D_s{/jatex}

که در آن:

{jatex options:inline}V_t{/jatex}،حجم نهایی منبع کویلی به عنوان مطلوب مساله

{jatex options:inline}D_m{/jatex}، حداکثر نرخ مصرف آب گرم بر حسب گالن بر ساعت بدست آمده از طریق جداول است

{jatex options:inline}D_f{/jatex}، ضریب تقضای مصرف بدست آمده از طریق جداول است.

{jatex options:inline}D_s{/jatex}، ضریب ذخیره منبع بدست آمده از طریق جداول عنوان شده، است.

برای محاسبه ظرفیت گرمایی و سطح حرارتی لازم برای طراحی منبع کویلی مناسب، کافیست از رابطه ساده زیر استفاده کنیم:

{jatex}Q=4.2*V*\frac{(t_2-t_1)}{T}{/jatex}

که در آن:

Q، ظرفیت مورد نیاز منبع کویل دار بر حسب کیلو کالری بر ساعت است
V، حجم منبع کویل دار بر حسب لیتر است
T، زمان لازم و پیش بینی شده برای گرم شدن کل آب داخل منبع کویلی به ساعت است.

{jatex options:inline}t_1{/jatex}، دمای آبی که وارد منبع کویلی می شود.

{jatex options:inline}t_2{/jatex}، دمای آب که از منبع کویلی خارج می شود.

قیمت منبع کویلی

عواملی از قبیل، ضخامت ورق گالوانیزه، نوع ورق، نوع کویل، ضخامت کویل، میزان کویل، فلنج ورودی و موارد مشابه دیگر، در تعیین قیمت نهایی تولید کنندگان مختلف نقش دارند.

جنس منبع کویل دار

جنس لوله ها معمولا آهن گالوانیزه و یا مس است. به طور معمول، استفاده از لوله های مسی برای کویل ها، انتخاب مهندسی شده تری است.

کویل آب گرم، در واقع همان لوله های مسی است که در داخل منبع مورد نظر قرار می گیرد. مارپیچی بودن کویل هایی که در نمونه های اولیه به کار رفته بود، دلیل انتخاب نام کویل است.

 مقررات و توصیه های نصب منبع آب گرم

•  منبع آب گرم بایستی در سطح تراز شده ای نصب شود.
•  ظرفیت ذخیره آب گرم به ازای هر واحد مسکونی، نبایستی از 110 لیتر کمتر در نظر گرفته شود.
•  دمای تنظیم شیر اطمینان در بالاترین حالت، 99 درجه سانتی گراد باشد.
•  مخزن آب گرم بایستی دارای شیر تخلیه و شیر اطمینان باشد.
•  فشار تنظیم شیر اطمنیان حداکثر 10 بار و برابر با حداکثر فشار کاری مجاز آبگرمکن باشد.
•  اطمینان از استحکام لازم آبگرمکن های مخزنی، با نصب حداقل دو تسمه به دیوار حاصل شود.
•  برای ذخیره سازی آب گرم هایی با حجم بیش از 1000 لیتر، بهتر است از منابع کویل دار به جای منابع دوجداره استفاده شود.

نکات فنی لازم در طراحی منبع کویل دار

•  مخزن اصلی منبع، بر حسب شرایط مکانی و پارامترهای تصمیم گیری دیگر، به صورت استوانه افقی یا عمودی و سر و ته عدسی لبه دار پرس شده، بر مبنای استاندارد ASME و برای فشار کاری 100psig ساخته می شود.
•  بنا بر توصیه، هر دستگاه منبع آب گرم کویلی دارای دریچه آدم رو بیضی شکل به ابعاد 11*15 اینچ برای مخازن تحت فشار و واشر مربوطه مناسب می باشد.
•  ساخت کویل مسی بر اساس استانداردهای ASME و BS انجام می شود.
•  بوشن های لازم جهت خروجی آب گرم مصرفی، ورودی آب، تخلیه، ترمومتر، ترموکوپل شیر ترموستاتیک، فشارسنج و شیر اطمینان روی دستگاه با جوشکاری نصب می شوند.
•  بعد از تمیزکاری جداره داخلی دستگاه، حداقل دو لایه اپوکسی مخصوص زده می شود و بعد از ضد زنگ زدن جدار خارجی آن، از رنگ روغنی استفاده می شود.
•  هر دستگاه منبع آب گرم برای استحکام و استقرار مناسب، دارای پایه مناسب از جنس فولاد ساختمانی باشد.
•  برای سهولت در جابجایی، هر دستگاه، دارای دو محل اتصال قلاب مخصوص باشد.
•  تست مخزن اصلی در فشاری برابر با یک و نیم برابر فشار کل انجام شود.
•  برای ساخت کویل ها معمولا از لوله های مسی به قطرهای 3.4 اینچ و یا 7.8 اینچ استفاده می شود.
•  عدسی کویل مسی از جنس فولاد چدنی باشد.
•  برای ساخت صفحه تیوب پلیت و غلاف کویل مسی از فولاد مناسب مخازن تحت فشار استفاده شود.
•  فشار طراحی و تست کویل ها تا قطر 8 اینچ به ترتیب، 150 و 300 پوند بر اینچ مربع و برای کویل هایی به قطر 10 تا 14 اینچ به ترتیب 125 و 250 پوند بر اینچ مربع است.
•  درجه حرارت درنظر گرفته شده در طراحی کویل ها 350 درجه فارنهایت می باشد.

نحوه نصب منبع آب گرم کویلی

در نصب منابع کویل بسته به اینکه خوابیده هستند یا ایستاده، بایستی دقت لازم به خرج داده شود. علاوه بر توجه به سمت نشیمن گاه منبع، توجه به مسیر لوله کشی هم ضروری است.

به طور کلی، یک منبع کویلی آب گرم، شش ورودی و خروجی دارد که دو تای آن، برای آب گرم دیگ است که از دیگ و از بالا وارد کویل شده و از پایین خارج می شود.

به طور معمول، یک ورودی که پایین تر از کویل قرار می گیرد، برای آب مصرفی تعبیه شده که پس از سختی گیر وارد کویل می شود.

• خروجی منبع کویلی، به منظور استفاده در قالب آب بهداشتی، در بالاترین نقطه است، زیرا به دلیل جریان همرفتی و در صورت از کار افتادن پمپ، همچنان امکان آب رسانی به ساکنین، فراهم باشد.
• قرار گیری یک شیر تخلیه هواد در بالای منبع و در عدسی بالایی و پایین تر از خروجی آب گرم، تا شرایط هواگیری در مواقع لزوم فراهم شود. توصیه می شود که از این نقطه تا پایین لوله کشی انجام شود تا وقتی که آب در حال تخلیه هم باشد، به زمین بریزد.
•  قرارگیری یک شیر تخلیه در پایین عدسی پایینی به منظور امکان تخلیه در مواقع تعویض.
•  وجود یک مسیر برگشت برای آب گرم بازگشتی در بدنه که معمولا بالاتر یا در راستای کویل قرار می گیرد.
•  لازم است در بخش برگشت، حتما از شیر و شیر یک طرفه استفاده شود.

مزیت ها و معایب منبع آب گرم کویلی

داشتن حجم ذخیره آب گرم مصرفی، طول عمر بالا و نگهداری و راهبری آسان، از جمله مزایای مهم منبع کویلی آب گرم به شمار می آیند.

همیچنین این منابع به دلیل نداشتن منافذ، دارای سطح رسوب گیری کمتری هستند.

بیشتر بودن بازده این منابع نسبت به منابع دوجداره عمدتا ناشی از دو عامل است:

• یکی داشتن سطح تماس بیشتر با آب
• دیگری مسی بودن جنس لوله های انتقال آب.

به دلیل وجود کویل به عنوان منبع اصلی انتقال حرارت در داخل مخزن، افت حرارتی بسیار پایین است.

همچنین در منابع کویلی در قیاس با منابع دوجداره، به دلیل این که فقط از یک بدنه استفاده می شود و بدنه محصوری وجود ندارد، ایراداتی از قبیل ترکیدگی و یا رسوب گرفتگی، کاملا در دسترس بوده و قابل تعمیر است.

به دلیل حجم بالای این منابع، از طرفی مصرف انرژی بیشتر شده و از طرف دیگر، فضای بیشتری از موتورخانه را علی الخصوص در حالت افقی می گیرد.

همچنین عایق کاری منابع کویلدار امروری بسیار ضروری است. لزوم استفاده از پمپ گردش قوی در اینگونه منابع، اجتناب ناپذیر است.

نکات لازم قبل از انتخاب منبع آبگرم کویلی مناسب

• لازم است نسبت به تعبیه دریچه منبع منهول برای مواقعی که فشار های کاری بالای 5 بار و ظرفیت های مورد نیاز بیش از 2000 لیتر است، اقدامات مقتضی صورت گیرد تا امکان تعمیر، اسید شویی یا هرگونه سرویس احتمالی دیگر فراهم باشد.
• هنگام  محاسبه ظرفیت منبع و بار حرارتی ساختمان، تقاضای آبی برای هر واحد مسکونی را در حدود 110 تا 120 لیتر در ساعت در نظر گرفته شود.
• اگر ارزان بودن منبع ملاک قرار گیرد، شاید منابع افقی به دلیل سطح حرارتی کمتر، ارزانتر باشند.
• می توان در صورت نیاز ساختمان، منبع را دو کویله سفارش داد.

در نظر داشته باشیم که اگرچه راهکارهای بسیاری نظیر جایگزین کردن مبدل های حرارتی توسط عده ای از کارشناسان مطرح می شود، اما با این حال، استفاده از منبع کویلی آبگرم همچنان از راهکارهای تامین آبگرم بهداشتی مورد نیاز ساختمان است.

دوستان عزیز، برای آشنایی با تعمیر و تعویض منبع کویلی آب گرم، مقاله تعمیر و تعویض منبع گالوانیزه را مطالعه فرمایید.

چنانچه در زمینه مشاوره خرید منبع کویلی آب گرم، انتخاب منبع مناسب با توجه به نیاز ساختمان و یا نصب آن و تعمیر و تعویض منبع موجود نیاز به نظرات کارشناسی دارید، در اسرع وقت با ما تماس بگیرید تا تکنسین های با تجربه ما ضمن حضور در محل، مجموعه ای از با کیفیت ترین خدمات را در زمینه منبع آب گرم کویلی در اختیار شما عزیزان قرار دهند.

* تصاویر استفاده شده در این نوشته، برگرفته از کتاب کارگاه تأسیسات حرارتی دوره دوم آموزش متوسطه فنی و حرفه ای و همچنین سایت های تخصصی است.